2 從昂熱橋慘案說起
18世紀中葉,法國昂熱市附近有一座102米長的橋樑,一隊士兵正步通過這座橋時突然發生橋樑斷裂,226人掉入河中殞命。1906年的一天,俄國彼得堡封塔克河的一座橋上,一隊騎兵以整齊的步伐到達橋心時,橋突然裂成數段墜入河中。這樣的故事,別的地方也發生過。當時人們進行了調查,發現橋所受的載荷遠遠沒有超過許可的範圍,坍毀前也沒有任何損壞的地方,這在當時是個不解之謎。隨著科學的發展,人們才弄清:這種破壞事故是“共振”造成的。如果用鉗子夾住鋼鋸條的一端,另一端用手彈一下,它就要來回振動。儘管振動幅度越來越小,但每秒鐘振動次數總是不變的。這個振動次數叫物體的固有頻率。任何物體都有自己的固有頻率。譬如近處有一個振源,它的頻率接近於這個物體的固有頻率,該物體在外界振源影響下會振動得越來越激烈,這種現象就叫做共振。
大隊人馬邁著整齊的步伐過橋,如果步伐正好與橋的固有頻率一致,橋的振動就會加劇,振幅
1890年,一艘外國遠洋巨輪,在大海中攔腰折斷而慘遭覆滅。經分析,船的發動機和主軸中心沒有對準,在運轉中產生了週期性的慣性離心力,它的週期性與船體的固有頻率相接近,產生了強烈振動以致使船體破壞。在現代航天、航空、航海和機器製造中,都必需考慮到共振的破壞作用。共振在工程上有破壞作用,但只要掌握了它的規律也能讓它為人們服務。
在建築工地上,人們常能見到振動搗固機,有了它,混凝土製件就更結實。振動式壓路機能迅速地把路面壓平。在礦山裡,利用快速振動的風鎬開鑿巖石、挖煤炭,其他如振動式粉碎機、振動炭沙機等無不是利用共振現象來製造的。